再生能源为间歇性能源，在无风或是乌云密布时，风力发电与太阳能厂无法运作，于是厂商纷纷希望可以搭配能源储存系统，增加电力调度的灵活性，但目前锂电池的价位还是比较高，无法大规模的设备并搭配电网。 于是麻省理工学院的研究人员研发了一种新型熔盐电池，改进具有 50 年历史的熔盐电池技术，创造便宜、储存效率高和寿命长的电池。以往的熔盐电池例如氯化镍或是氯化钠电池，让电极维持在高温状态，使之保持在熔态（molten state）并让电荷可以在其中流动。 熔盐电池的电极内需要设备薄膜，其功用除了分隔熔盐电池内的组件，也要让内部分子保持流通。过去的研究利用 β 型氧化铝陶瓷层（beta-alumina ceramic layer）做为薄膜，但由于陶瓷层脆弱且易碎，难以步向商业规模。 而麻省理工研究人员发现一种不同的薄膜──涂有氮化钛的钢网，利用其电性质（electrical properties）让纲网跟陶瓷膜有同样效果，且不会有易碎的特性。陶瓷膜是利用材料中的孔洞大小来阻挡与筛选分子通过，而钢网则是用电性能来取得相同功能，且更加长寿。 麻省理工教授 Donald Sadoway 表示，新的薄膜可以应用于各种熔盐电池，并为电池设计开辟另一条路。未来制造钠硫电池或是氯化镍、氯化钠电池将不再需要使用脆弱的陶瓷膜层。且由于价格便宜，原材料相对丰富、运作特性也非常安全，在反覆充放电循环后也能维持功效，这项突破让熔盐电池可达商业化。 不过该电池不适合用于电动车或是消费性电子产品，其优势在于能与成本高昂的大型储能系统竞争，麻省理工教授 Donald Sadoway 表示，这项设计让厂商能以低成本建置大规模的电池，甚至可用于电网级的储能系统，辅助间歇性的再生能源，而同样的技术也可以用于其他地方，例如金属制造。 该研究团队包括武汉理工大学教授 Fei Chen、日本原子力研究所科学家 Nobuyuki Tanaka、麻省理工学院科学家 Takanari Ouchi 与博士后研究员 Huayi Yin、Brice Chung 与 Ji Zhao。而这项研究计划也得到法国石油巨头 Total 的支持。 |
